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邓州市河流除磷工程除磷剂使用方法指导书1目录一、水中磷的存在形式............................................21.1、存在形式...............................................21.2、总磷的测定原理介绍.....................................31.2.1、消解原理.........................................31.2.2、分光光度计原理...................................3二、除磷方法简介................................................52.1、除磷机理...............................................52.2、除磷方法...............................................52.2.1、化学除磷法.......................................52.2.2、生物除磷法.......................................6三、除磷剂简介..................................................73.1、铝盐化学除磷药剂.......................................73.2、铁盐化学除磷药剂.......................................73.3、氢氧化钙除磷药剂.......................................73.4、复合新型除磷药剂.......................................8四、除磷剂使用方法..............................................94.1、投加量的确定...........................................94.2、直接投加法.............................................94.3、稀释之后投加法.........................................9五、相关水质量标准和排放标准...................................105.1、地表水环境质量标准....................................105.2、污水综合排放标准......................................102一、水中磷的存在形式1.1、存在形式随着工农业生产的增长、人口的急剧增加、含磷洗涤剂和农药化肥的大量使用，水体中的磷盐日益增加。虽然氮磷同为水体生物的重要营养物质，但是藻类等水生生物对磷更敏感，而且当水体中的氮浓度较低时，水体中的蓝藻、绿藻可通过固氮作用来补充氮浓度不足，可见磷是水体富营养化的最主要的控制因子。因此，有效降低排放废水中的磷含量已成为防治水体富营养化的重要途径之一。天然水和废水中含有的磷绝大多数以各种形式的磷酸盐存在,也有有机磷的化合物。从化学形式上看,水中的磷化合物可分以下几类。它们存再于水溶液中，腐殖质粒子中和水生生物中。(1)正磷酸盐,即PO43-、HPO42-、H2PO4-。(2)缩合磷酸盐,包括焦磷酸盐、偏磷酸盐、聚合磷酸盐等,如P2O74-、P3O105-、HP3O92-等。(3)有机磷化合物（如磷脂等）。一般天然水体中磷酸盐的含量不高。化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中含有较多的磷存在。磷是生物生长必须的元素之一。但水中含磷量过高时（如超过0.2mg/L），则可能造成藻类过度的繁殖，甚至数量上达到有害的程度（称为富营氧化或优氧化），此时则会造成湖泊、河流等水体的透明度降低，水质变坏。所以磷是评价水质的重要指标之一。31.2、总磷的测定原理介绍1.2.1、消解原理1.2.2、分光光度计原理45二、除磷方法简介2.1、除磷机理所有的污水除磷方法都包含有两个必要的过程，首先将溶解性磷（磷酸盐）物质转化为不溶性悬浮（颗粒）性状态，然后通过固液分离将磷从污水中除去。2.2、除磷方法2.2.1、化学除磷法化学除磷法是向污水中投加化学药剂，使水中磷酸根离子生成难溶性盐，形成絮凝体后与水分离，从而去除水中所含的磷。投加混凝剂有助于提高分离效率，目前所选的药剂一般为金属盐和氢氧化钙。由于经济原因主要选用的金属盐药剂为铝盐和铁盐，其反应式为（以铝盐为例）：当使用硫酸铝作为混凝剂时，其产生的反应式为：在铁盐和铝盐中，用于除磷处理的以铝盐居多，混合液的pH对除磷效果有一定的影响。当pH为6-7时，铝盐的处理效果最好；当pH为5-5.5时，铁盐的处理效果最好；因为在上述pH范围内，FePO4和AlPO4的溶解度最小。除了金属盐以外，还经常用氢氧化钙做为沉淀药剂，向含磷污水中加入氢氧化钙，污水的pH上升，同时污水中磷与钙反应生成Ca5（OH）(PO4)3，反应式如下：随着pH的升高，污水中Ca5（OH）(PO4)3的溶解度降低，为使磷的去除率达到90%以上，需要把pH调至10.5-11范围内，在此pH范围内，污水中的磷含量可降低至0.5mg/L以下。结晶法也是一种化学除磷方法，其除磷机理为：二级水处理中的磷酸根离子与钙离子反应生成磷酸钙，当pH为碱性时，以碱式磷酸钙（羟基磷石灰）的形式存在，反应式如下：碱性临时酸钙的溶解度随着pH的升高而降低，虽然在一定的pH范围内，Ca2+，OH-，PO43-,分别以离子的形式存在，但随着pH的升高，在亚稳定范围内，污水中的磷与晶体接触，在晶体表面产生磷石灰析出，从而使水中的磷浓度下降。6采用结晶法除磷时，由于磷在晶体表面析出，仅仅是晶体变大，因此在处理过程中产生的污泥量比混凝沉淀少很多。2.2.2、生物除磷法生物除磷主要是利用聚磷菌的聚磷作用，20世纪70年代，人们在传统活性污泥工艺的运行管理中，发现了一类特殊的兼性细菌，如不动细菌属、气杆胞菌、棒杆菌属等，在好氧状态下能超量地将污水中的磷吸入体内，是体内的磷的含量超过10%，有时甚至高达30%。而一般细菌体内磷含量只有2%左右。这类细菌被广泛地用于生物除磷，被称为聚磷菌。当在厌氧条件下聚磷菌吸收有机物(如脂肪酸)，同时将细胞质中聚合磷酸盐异染粒的磷释放出来，提供必要的生存能量。在随后的好氧条件下所吸收的有机物被氧化并提供能量，同时从废水中吸收超过其生长需要的磷，并以聚磷酸盐的形式储存起来，由于系统需要经常排放剩余污泥，被细菌过量吸收的磷也将随着剩余污泥排出系统，从而得到较好的除磷效果。7三、除磷剂简介除磷剂是对城市水源水混凝除浊处理及除磷的物品。能够在对城市水源水混凝除浊处理同时，达到深度除磷目的。从而将处理后饮用水中的磷含量降至界限值以下，不需要改变原水处理流程，不需要增设大型水处理构筑物，简便易行，经济实用，可获得显著的社会和经济效益。根据化学除磷法的原理介绍，除磷剂主要分为四类：3.1、铝盐化学除磷药剂采用铝盐作为药剂添加在化学除磷工艺中，经常使用的有三种，一种是硫酸铝，一种是氯化铝，还有一种是聚合氯化铝，在具体的反应过程中，包含两个主要的反应过程，首先是三价铝离子通过与磷酸根产生反应而出现沉淀，沉淀的化合物为AlPO4。其次是三价铝离子能够出现水解反应，在这一过程中会有正电荷以及单核羟基络合物以及多核羟基络合物的存在，在经过范德华力以及网捕等一系列的作用以后，就能达到比较理想的沉淀效果，这样也就达到了化学除磷的要求。在运用铝盐进行化学除磷的过程中，需要重点控制pH，这样才能达到理想的除磷效果，否则会造成所排放的水体中铝盐超标。3.2、铁盐化学除磷药剂铁盐除磷药剂主要有硫酸亚铁、聚合氯化硫酸铁、氯化铁及聚合氯化铁等。铁盐与铝盐除磷反应机理类似，之外还会发生强烈水解并同时发生各种聚合反应吸附水中的磷。Fe2+除磷效率与pH相关，但有关Fe2+除磷最佳pH存在争议：有人认为pH=8时，Fe2+除磷效果最好，但研究表明pH=7.5～8.5时不易生成沉淀，从而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要较高pH值，而环境污水厂处理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe3（PO4）2没有FePO4稳定，这些都限制了二价铁盐在废水除磷中的应用，实际过程中可利用好氧池曝气的特点将Fe2+氧化成Fe3+来提高化学除磷效率。铁盐与磷酸盐反应形成沉淀物相对于铝盐更加稳定，而具有沉降速度快的优点，因此实际应用比较多，但是具有出水浊度与色度高、对出水pH影响大、运输和贮存麻烦、对设备腐蚀大等缺点，同时铁也是刺激藻类生长和引发湖泊水华的一个重要因素，这些缺点限制其使用范围。3.3、氢氧化钙除磷药剂由于需要较高的pH，对水体生物的正常生长有一定的影响，同时钙盐除磷8药剂还会引起池壁或渠、管壁上结垢及曝气管堵塞等，因此钙盐除磷药剂在河道治理和城市环境污水处理厂中应用的比较少。3.4、复合新型除磷药剂复合新型除磷药剂种类多样，其中主要有聚氯化铝铁（PAFC）、聚氯化铝（PAC）、聚氯化铁（PFC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚亚铁、聚氯硫酸铁（PFCS）、聚合硫酸氯化铝铁（PAFCS）、聚合硫酸铝铁（PFAS）、改性硅藻土以及上述几种除磷药剂和PAM、二氧化锰等形成的混合物等。这些新型除磷药剂基本上都有良好的电荷中和与吸附架桥功能，凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能优越，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染，适用水体pH值范围广，具有较强的去除效果，而且药剂生产工艺简单，原料易得，生产成本低。其中PAFC在环境污水厂中应用的比较多，原因在于PAFC结合了铝盐和铁盐的双重优点，化学反应速度快、形成絮体大且重、沉降快和过滤性好等优点。因此，PAFC既能克服铝盐絮体生成慢、絮体轻、沉降慢的不足，同时又能克服铁盐除磷的出水浑浊、色度高的缺点。改性硅藻土是最近新使用的化学除磷药剂，其组成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可与PO43-反应生成A1PO4和Ca5（PO4）3OH等沉淀物，同时硅藻土具有吸附、混凝、过滤、共沉等作用，能充分接触并除去水中的PO43-。因此除磷效果较稳定，出水TP变化较小。9四、除磷剂使用方法4.1、投加量的确定除磷剂投加量的确定依据有一下几种因素：原水中磷含量的大小、原水磷含量的种类、设计出水磷含量的大小（出水含磷国家标准）和设计除磷效率（除磷剂投加之后的含磷量）。最终投加量的确定要经过小试和中试的实验确定，或是根据同类相似工程的经验值确定后进行中试验证，确保出水达到相关法规要求。4.2、直接投加法即固体或粉末状的除磷剂不经过稀释而直接投加到水体中的方法，但是这种方法的使用有一定的限制因素：第一要求所加水体的pH为酸性环境，第二所加的水体中有搅拌装置，否则除磷效果非常有限，因为除磷剂没有充分与水体接触，就不会充分的与磷发生相关的化学反应。因此这种方法更多的适用于污水处理厂。4.3、稀释之后投加法将固体或粉末状除磷剂经过一定的稀释比例稀释之后直接投加到目标水体中，这种方法使用的范围更广。具体操作流程如下：有以下注意事项：1、投加量：需经过科学计算和相关实验确定。2、稀释过程中的搅拌：充分搅拌。3、投加点的选择：最好在水流湍急、河道狭窄处进行稀释液的投加。10五、相关水质量标准和排放标准5.1、地表水环境质量标准5.2、污水综合排放标准注：GB8978-1996代替GB8978-88，1998-01-01实施。标准中规定1998年1月1日之后建设的单位其污染部分物排放浓度（第二类部分污染物）如下表所示：11